Měření stability magnetického pole pomocí 40Ca+ iontu

0567800 - ÚPT 2023 RIV CZ cze C - Conference Paper (international conference)
Pham, Minh Tuan - Lešundák, Adam - Čížek, Martin - Podhora, L. - Řeřucha, Šimon - Jedlička, Petr - Slodička, L. - Lazar, Josef - Číp, Ondřej
Měření stability magnetického pole pomocí 40Ca+ iontu.
[Measurement of magnetic field stability using 40Ca+ ion.]
LA62. Sborník příspěvků multioborové konference LASER62. Brno: Ústav přístrojové techniky AV ČR, 2022 - (Růžička, B.), s. 54-55. ISBN 978-80-87441-30-5.
[LASER62. Lednice (CZ), 09.11.2022-11.11.2022]
R&D Projects: GA ČR(CZ) GA19-14988S; GA MŠMT(CZ) EF16_026/0008460
EU Projects: European Commission(XE) 17FUN07 - CC4C
Institutional support: RVO:68081731
Keywords : magnetic field sensing * ion trap * optical clock
OECD category: Optics (including laser optics and quantum optics)

Jedno z hlavních omezení při dlouhodobém měření absolutní frekvence hodinového přechodu je kolísání magnetického pole. Časově proměnlivá fluktuace vnějšího magnetického pole vede k frekvenčním posunům Zeemanových komponent a tím dochází ke snížení frekvenční stability optických hodin v čase. V současné době jsou obvykle optické atomové reference realizovány s pomocí jediného iontu. Škálování počtu iontů k vyšším hodnotám však přináší nesporný benefit ve formě vysokého poměru signálu a šumu a tím ke zefektivnění celého procesu měření. Ionty jsou v tomto případě roztaženy na velkou plochu a vytvářejí tzv. iontové Coulombovské krystaly. Kromě prostorové stability magnetického pole je pak při práci s Coulombovskými krystaly obzvláště důležitá i homogenita magnetického pole. Nadměrnou magnetickou perturbaci lze výrazně snížit překrytím sestavy magnetickým stíněním nebo použitím permanentních magnetů namísto konvenčně používaných magnetických cívek. Další metodou je průměrování na více hladinových přechodů. Tento příspěvek představuje jednoduchou metodu měření stability magnetického pole v poloze iontu.

One of the main limitations in the long-term measurement of the clock transition's absolute frequency is the magnetic field's fluctuation. The time-varying fluctuation of the external magnetic field leads to frequency shifts of the Zeeman components, thereby reducing the optical clock's frequency stability over time. Currently, optical atomic references are usually implemented with the help of a single ion. However, scaling the number of ions to higher values brings an indisputable benefit in the form of a high signal-to-noise ratio and, thus to the efficiency of the entire measurement process. In this case, the ions are spread over a large area, forming so-called ionic Coulomb crystals. In addition to the spatial stability of the magnetic field, the homogeneity of the magnetic field is also significant when working with Coulomb crystals. Excessive magnetic perturbation can be greatly reduced by covering the assembly with a magnetic shield or by using permanent magnets instead of conventionally used magnetic coils. Another method is averaging over multiple-level transitions. This contribution presents a simple method for measuring the stability of the magnetic field at the ion position.
Permanent Link: https://hdl.handle.net/11104/0339045